建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng).doc

1、建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（AIRAUTOMATIONSYSTEM上海置中建筑智能化工程有限公司總工程師張偉）摘要：文章針對我國越來越嚴(yán)重的空氣污染問題，提出了將建筑室內(nèi)的空間環(huán)境監(jiān)測與控制作為一套獨立的智能化系統(tǒng)來進(jìn)行更集中有效管理的AAS 理念。這不僅使建筑室內(nèi)空氣環(huán)境的監(jiān)控變得更規(guī)范統(tǒng)一有效化， 還加大了實時監(jiān)測與治理的力度。 對于創(chuàng)建綠色建筑起到了必不可少的作用。 文章不僅僅是推廣了一種全新的理念， 更重要的是通過互聯(lián)網(wǎng)智能化系統(tǒng)集成提升出各類空氣監(jiān)測、消毒、凈化的價值。希望本文能引起相關(guān)專業(yè)人士的共同探討，使得在優(yōu)化室內(nèi)空氣環(huán)境中真正發(fā)揮出積極有效的

2、作用。關(guān)鍵詞：建筑智能化系統(tǒng)數(shù)字可視化細(xì)微顆粒物PM2.5揮發(fā)性有機(jī)物VOC光化學(xué)污染低溫等離子技術(shù)臭氧消毒實時動態(tài)空氣消毒凈化隨著城市化發(fā)展，城市空氣污染已經(jīng)成為全世界各國共同關(guān)注的話題，而解決我國城市空氣環(huán)境的嚴(yán)重污染問題，更是迫在眉睫。 2013 年 1 月 14 日，由國內(nèi)外環(huán)境領(lǐng)域?qū)＜医M成的工作小組及來自亞洲開發(fā)銀行的專業(yè)團(tuán)隊聯(lián)合完成了邁向環(huán)境可持續(xù)的未來 中華人民共和國國家環(huán)境分析的報告。據(jù)報告證實中國的空氣污染每年造成的經(jīng)濟(jì)損失，基于疾病成本估算相當(dāng)于國內(nèi)生產(chǎn)總值的 1.2% ，基于支付意愿估算則高達(dá) 3.8% 。調(diào)查表明，現(xiàn)代人平均有90% 的時間生活和工作在室內(nèi)。美國專家檢測

3、發(fā)現(xiàn)，在室內(nèi)空氣中存在500 多種揮發(fā)性有機(jī)物，其中致癌物質(zhì)就有20 多種，致病病毒有 200 多種。危害較大的主要有：氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量觸目驚心的事實證實，室內(nèi)空氣污染已成為危害人類健康的 “隱形殺手 ”,也成為全世界各國共同關(guān)注的問題。 研究表明，室內(nèi)空氣的污染程度要比室外空氣嚴(yán)重 2-5 倍，在特殊公共場所可達(dá)到 100 倍。因此，美國已將室內(nèi)空氣污染歸為危害人類健康的 5 大環(huán)境因素之一。世界衛(wèi)生組織也將室內(nèi)空氣污染與高血壓、膽固醇過高癥以及肥胖癥等共同列為人類健康的 10 大威脅。分析報告特別指出： “中國還面臨著室內(nèi)空氣質(zhì)量方面的挑戰(zhàn)，但目前還沒有對此進(jìn)行持續(xù)

4、或系統(tǒng)的監(jiān)測和有效的治理方案。 ”如何積極有效地全面治理建筑室內(nèi)的空氣環(huán)境，這不是靠家電市場上一窩蜂出現(xiàn)的 “空氣凈化器 ”就能簡單有效地解決的。必須采取一整套室內(nèi)空氣環(huán)境動態(tài)實時監(jiān)測、控制、治理的系統(tǒng)集成解決方案。一、 AAS 系統(tǒng)的提出在建筑智能化領(lǐng)域里包括： 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ CNS ）Communication NetworkSystem；信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（INS ）Information Network System；建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BAS ） Building Automation System；消防報警系統(tǒng)（FAS ） FireAlarm System；安全防范系統(tǒng)（SAS ）：S

5、afety Automation System；綜合布線系統(tǒng)（ PDS ）：Premises Distributed System；辦公自動化系統(tǒng)（OAS ）：OfficeAutomation System。后來隨著智能住宅小區(qū)與家居智能化的大力發(fā)展，形成了Smart Home System（SHS ）系統(tǒng)。建筑智能化系統(tǒng)的定義是：利用現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)等，通過對建筑和建筑設(shè)備的自動檢測與優(yōu)化控制、信息資源的優(yōu)化管理，實現(xiàn)對建筑物的智能控制與管理，以滿足用戶對建筑物的監(jiān)控、管理和信息共享的需求，從而使智能建筑具有安全、舒適、高效和環(huán)保的特點，達(dá)到投資合理、適應(yīng)信息

6、社會需要的目標(biāo)。當(dāng)室外空氣污染的日趨嚴(yán)重，當(dāng)傳統(tǒng)的室外新風(fēng)稀釋與室內(nèi)藥物處理已經(jīng)無法適用于建筑內(nèi)動態(tài)長治的空氣環(huán)境治理需求時，隨著環(huán)境的需要和科技的發(fā)展，就更有必要加大力度，將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、空氣質(zhì)量傳感偵測技術(shù)、數(shù)字可視化技術(shù)、室內(nèi)空氣消毒凈化技術(shù)進(jìn)行智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化的集成與整合，形成一個完整的 “建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)”AirAutomationSystem（稱為 AAS 系統(tǒng)）來全面和系統(tǒng)有效地監(jiān)控治理室內(nèi)空氣環(huán)境。AAS 系統(tǒng)建設(shè)以各類空氣傳感器、數(shù)字終端、物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架、計算機(jī)局域網(wǎng)、信息化系統(tǒng)管理軟件、智能終端應(yīng)用軟件、后臺云計算、現(xiàn)場移動管理和動態(tài)空氣消毒凈化技術(shù)為應(yīng)用

7、價值主題的綜合性信息化室內(nèi)空氣質(zhì)量管理平臺。將從建筑室內(nèi)各個區(qū)域采集的實時空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過運算分析后通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)化成為可視化公告、多媒體觸摸屏查詢或智能手機(jī)查詢方式，讓每個在建筑室內(nèi)的人都能實時掌握自己所處室內(nèi)空氣環(huán)境的質(zhì)量狀況，為公眾提供知情權(quán)。同時，在遇到特殊嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染狀況時，也能及時向所處區(qū)域人員報警。系統(tǒng)還能針對室內(nèi)各個不同區(qū)域的環(huán)境狀況自動有效地采取定期消毒、凈化和治理和超標(biāo)狀況下自動治理的措施。讓我們能安心地生活在一個安全、健康、舒適和無害無毒的空氣環(huán)境里。AAS 的理念由我國的上海置中建筑智能化工程有限公司率先提出，并通過了知識產(chǎn)權(quán)登記和中國科學(xué)院在世界

8、范圍內(nèi)的查新認(rèn)證。作為建筑智能化系統(tǒng)中針對治理建筑室內(nèi)空氣環(huán)境的一套專用的獨立系統(tǒng)，將為當(dāng)前倡導(dǎo)的綠色建筑與智慧化城市起到最重要的積極作用。同時也是國家最新倡導(dǎo)的健康產(chǎn)業(yè)中不可或缺的組成部分。二、 AAS 系統(tǒng)的構(gòu)成“建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)”（AAS ）由：監(jiān)測、治理、控制這三個最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)構(gòu)成。 是在 “建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件”（AAS 軟件）平臺的基礎(chǔ)架構(gòu)上起一整套對室內(nèi)空氣質(zhì)量實現(xiàn)全覆蓋、全應(yīng)用、全過程、全數(shù)字終端的實時管理和治理的系統(tǒng)集成方案。在系統(tǒng)配置、體系結(jié)構(gòu)、集成方式和產(chǎn)品選型方面都能提升對建筑室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控的整體信息化管理價值。1. 監(jiān)測前端由安裝在室內(nèi)各個

9、區(qū)域的氧濃度傳感器、二氧化碳、空氣灰塵顆粒濃度 PM 和揮發(fā)性有機(jī)物 VOC 傳感器及其它各類監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量的傳感器構(gòu)成。通過數(shù)字 485 以太網(wǎng)關(guān)連接，或 WIFI 并網(wǎng)到建筑內(nèi)局域網(wǎng)，由計算機(jī)對整個建筑內(nèi)每個區(qū)域監(jiān)測點進(jìn)行定時間隔掃描讀取數(shù)據(jù)，然后建立數(shù)字模型進(jìn)行建筑內(nèi)空氣質(zhì)量環(huán)境的實時運算分析。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析軟件能比較真實地反映出室內(nèi)不同區(qū)域的空氣污染指數(shù) API 的階層指標(biāo)和其它如氧濃度、 PM 、 VOC的各項階層指標(biāo)。精準(zhǔn)地監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集分析，是有效控制和治理室內(nèi)空氣環(huán)境的前提。2. 告示查詢與控制所有定時掃描巡視采集的現(xiàn)場實時空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)會通過系統(tǒng)管理軟件將所有各型數(shù)據(jù)采集匯總

10、、存儲整理、配置顯示、歸類組合、統(tǒng)計分析，形成多模式、多條件的報告模版提供管理者作為直接決策依據(jù)。管理者通過智能終端應(yīng)用軟件和云計算機(jī)服務(wù)模式，將遠(yuǎn)端服務(wù)器管理軟件的計算能力直接支持到現(xiàn)場的管理者手中，可在現(xiàn)場實時查看數(shù)據(jù)，建立起運營和管理者之間線上線下的信息對接和互動，實現(xiàn)移動管理。對于廣大公眾，通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)會把每個區(qū)域空氣質(zhì)量指標(biāo)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為可視化公告、多媒體觸摸屏查詢或智能手機(jī)查詢方式進(jìn)行公告，讓每個在建筑室內(nèi)的人都能實時掌握自己所處室內(nèi)空氣環(huán)境的質(zhì)量狀況，為公眾提供實時空氣質(zhì)量的知情權(quán)。AAS 將整個室內(nèi)空氣環(huán)境治理體現(xiàn)出智能化特征，兼容大樓的中央空調(diào)系統(tǒng)，消防控制系統(tǒng)、

11、樓宇智能化系統(tǒng)。家庭或獨立單位內(nèi)也將采取小型智能化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)能依據(jù)不同區(qū)域的不同環(huán)境狀況，對有空氣污染的區(qū)域自動開啟當(dāng)?shù)叵緝艋O(shè)備，實現(xiàn)動態(tài)的精確消毒凈化治理。3. 治理針對室內(nèi)空氣環(huán)境污染程度，可自動采取換氣、釋氧、消毒、除味、凈化、除塵等綜合治理措施。實施動態(tài)可持續(xù)實時消毒凈化與除塵的室內(nèi)自動化空氣消毒凈化等多種積極有效的處理方案。使室內(nèi)空氣環(huán)境符合國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T18883-2002 ）和民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范（ GB50325-2001 ）。治理技術(shù)依據(jù)建筑特點，采用物理方法或低溫等離子、臭氧技術(shù)、光觸媒技術(shù)等無二次污染的空氣消毒、除臭除害新技術(shù)，不采用

12、簡單無效和落后的吸附或化學(xué)劑噴灑方法。建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的原理見圖1圖 1： AAS 系統(tǒng)單元構(gòu)成示意圖三、 AAS 系統(tǒng)的創(chuàng)新理念目前在國內(nèi)外建筑智能化領(lǐng)域的各項系統(tǒng)中，還沒有針對建筑室內(nèi)空氣環(huán)境特定獨立的監(jiān)測、發(fā)布、管理、控制治理系統(tǒng)。在建筑室內(nèi)空氣環(huán)境方面，目前所采取的是中央的空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)，但由于新風(fēng)的啟動會增加中央空調(diào)三分之一以上的電力耗能，同時在我國室外的空氣污染更加嚴(yán)重，因此在我國管理方很少開啟新風(fēng)系統(tǒng)。室內(nèi)的空氣環(huán)境由于得不到優(yōu)質(zhì)新鮮的室外空氣的稀釋，會變得污穢渾濁和有毒有害，通常室內(nèi)細(xì)菌、病毒、惡臭和揮發(fā)性有機(jī)物所產(chǎn)生的空氣污染大大高于室外 5 倍以上。由于空調(diào)系統(tǒng)

13、自身的通風(fēng)管道也是藏污納垢的最大污染源。因此，單靠簡單的通新風(fēng)方式來凈化室內(nèi)空氣，已是力不從心。建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（ AAS ）的提出，第一次將建筑室內(nèi)的空氣質(zhì)量監(jiān)控管理形成一個獨立系統(tǒng)，并通過各種先進(jìn)的技術(shù)手段來集成、強(qiáng)化和提升效能，這將更有利于加強(qiáng)建筑室內(nèi)空氣消毒凈化的集中化統(tǒng)一化管理。如果說，整個城市的空氣污染治理是一項復(fù)雜的社會化系統(tǒng)工程，需要動用強(qiáng)大的社會資源來經(jīng)過一段長期的治理才能實現(xiàn)的話。那么我們當(dāng)下完全可以通過 AAS 系統(tǒng)來有效地以建筑為單元實現(xiàn)小環(huán)境內(nèi)空氣質(zhì)量的管控和治理。讓我們的室內(nèi)局部空氣環(huán)境先優(yōu)化起來。建筑智能化室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（ AAS ）倡導(dǎo)者的另

14、一個最具社會意義的理念是系統(tǒng)的開放性與兼容性。開放性體現(xiàn)在：1. 對公眾的開放性：系統(tǒng)通過 WIFI/3G 網(wǎng)絡(luò)連接管理平臺，實現(xiàn)智能手機(jī)、平板電腦的現(xiàn)場空氣質(zhì)量的實時查詢和管理。這種開放性讓在建筑室內(nèi)的公眾對所處環(huán)境的空氣質(zhì)量有了知情權(quán)，生活得更安心與愜意。2. 對管理者的開放性： 本項目擬采用當(dāng)今國內(nèi)、 國際上最先進(jìn)和成熟的計算機(jī)軟、硬件技術(shù)，使系統(tǒng)能夠最大限度地適應(yīng)今后技術(shù)發(fā)展變化和業(yè)務(wù)發(fā)展變化的需要。該系統(tǒng)采用三層應(yīng)用結(jié)構(gòu)，即“Browser + Application +Database ”。各級、各區(qū)域部門的管理者可以通過授權(quán)，很方便地獲得管理、查詢、記錄數(shù)據(jù)的需求。3. 對各類產(chǎn)

15、品集成的開放性： 系統(tǒng)擬采用 J2EE 開發(fā)技術(shù)，能夠保證軟件的開放性、先進(jìn)性和可擴(kuò)展性。通過這個公共開放的室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)控平臺，通過簡單的轉(zhuǎn)換接口把各類與室內(nèi)空氣環(huán)境治理的產(chǎn)品、設(shè)備都結(jié)合起來。讓相關(guān)產(chǎn)品和設(shè)備之間達(dá)成資源共享，優(yōu)勢互補(bǔ)的合作關(guān)系?？杀苊庖恍┆氂袑ｉL的企業(yè)去重復(fù)投入研發(fā)自己不專長的技術(shù)。當(dāng)這些企業(yè)把自己的獨具優(yōu)勢與核心競爭力的產(chǎn)品加入到系統(tǒng)中為大家分享的同時，它也將自己單一的產(chǎn)品與服務(wù)從 AAS 系統(tǒng)里獲得增值。能使其單一的產(chǎn)品從 AAS 系統(tǒng)里增添出八項資源共享的功能：（ 1） 網(wǎng)絡(luò)通訊資源共享（ 2）監(jiān)測信息資源共享（ 3）空氣消毒資源共享（ 4）空氣除臭資源共享（ 5）空氣凈化資源共享（ 6）與 BA 系統(tǒng)對接資源共享（ 7）與消防系統(tǒng)聯(lián)動資源共享（